Page 184 - 精细化工2019年第8期
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·1672·                            精细化工   FINE CHEMICALS                                  第 36 卷

                 目前，印染废水的处理方法主要包括物理法                           Optima 8300 型电感耦合等离子体发射光谱仪，美国
                       [4]
            [2-3] 、生物法 、化学法等       [5-6] ，这些处理方法有明显            Perkin Elmer 公司；DF-101S 集热式恒温加热磁力搅
            的去除效果，但存在运行周期长、受外界影响大等                             拌器，上海邦西仪器科技有限公司。
            缺点。而高级氧化法中的 Fenton 法具有氧化能力强                        1.2    柠檬酸改性甜菜粕纤维铁配合物的制备
                               [7]
            和反应速率快的优点 ，但是适合体系的 pH 范围过                          1.2.1    甜菜粕纤维的酯化改性
            窄，过高或过低的 pH 都会造成催化氧化效果的缺                               甜菜粕（SBP fiber）使用前采用酸法提取果胶，
            失。通过合成纤维作为载体来固定金属离子的非均                             并在碱性溶液中去甲酯化            [12] ，烘干后得到脱果胶甜
            相 Fenton 催化剂因具有 pH 适用范围广、可再生循                      菜粕纤维（DSBP），取一定量的 DSBP 按 1∶20 的
            环利用和易于分离等优势而广受人们关注                     [8-10] ，而   料液比（g/mL）与 2 mol/L 柠檬酸溶液混合，70  ℃
            大多数用于制备纤维金属配合物的纤维，如聚丙烯                             下搅拌反应 1 h，之后取出过滤干燥至恒重；再将其
            腈纤维、聚四氟乙烯纤维和聚丙烯纤维等都是合成                             置于 120 ℃烘箱中烘 2 h，之后用蒸馏水反复洗至中
            纤维，其制备过程中生产技术复杂，难以回收，对                             性，干燥后得到酯化改性甜菜粕纤维（CDSBP）。
            工业化应用造成不小的难度。所以，寻找环境友好、                                使用滴定法测定 CDSBP 的羧基含量 Q COOH
            低成本且易于回收利用的纤维是为工业化非均相                              (mmol/g)。将 0.1 g 干燥的酯化改性甜菜粕纤维样品
            Fenton 催化剂的应用提供可能。在中国新疆，水资                         添加到 100 mL 0.01 mol/L NaOH 水溶液中，并在室
            源十分匮乏，且以内陆水系为主，自净能力较差。                             温下搅拌 2 h。反应完成后，过滤，取 25 mL 滤液用
            新疆每年有大量的染印废水，若直接排放，必将对                             0.01  mol/L  HCl 溶液滴定。官能团含量计算公式如
            生态环境造成不可估量的破坏，也将制约着新疆地                             下：
            区的发展。另一方面，新疆也是中国最大的甜菜糖                                 Q         (  NaOH  V NaOH )c  (  4     c HCl   V HCl )    
            生产省份，制糖过程中产生的甜菜粕残渣每年高达                                   COOH              m mat          
            五百万吨，因此，甜菜粕残渣的综合利用是项巨大                             式中：c HCl 和 c NaOH 分别是 HCl 和 NaOH 溶液的浓度，
            的挑战    [11] 。与传统的 Fenton 反应相比，UV/Fenton            mol/L；V NaOH 是处理 CDSBP 的 NaOH 溶液体积，
                                                    2+
            反应能够有效地提高 H 2 O 2 的利用率，减少 Fe 用量。                   mL；V HCl 是滴定过程中中和过量 NaOH 所消耗的 HCl
            新疆空气污染小，大气透明度高，阳光充足，使                              的体积，mL；m mat 是 CDSBP 样品的质量，g。测得
            UV/Fenton 技术因采用人工电光源产生紫外光而增                        CDSBP 羧基官能团含量为 2.1 mmol/g。
            加处理成本造成的限制大大降低。                                    1.2.2    纤维铁配合物的制备
                 本研究旨在采用废弃脱果胶甜菜粕为原料，使                              称取一定质量的 CDSBP，以 1∶20 的料液比
            用柠檬酸对脱果胶甜菜粕纤维进行酯化改性引入羧                             （g/mL）加入到 0.2 mol/L 的 FeCl 3 水溶液中，在 50
                                3+
            酸基，然后将其与 Fe 溶液混合发生配位反应，制                           ℃进行配位反应 3 h，使用蒸馏水反复洗涤至滤液澄
            备柠檬酸改性甜菜粕纤维铁配合物作为非均相                               清，干燥后得到柠檬酸改性甜菜粕纤维铁配合物
            Fenton 催化剂，在光照下用于氧化降解水体中的有                         （CDSBP-Fe）。使用电感耦合等离子体发射光谱仪
                                                                                                     3+
                                                               （ICP）测定配位反应前后 FeCl 3 溶液中 Fe 离子浓
            机污染物，研究催化剂的表面特征和应用性能。该
                                                                                                 3+
                                                               度，单位质量 CDSBP-Fe 表面的 Fe 离子负载量
            研究为甜菜粕的高值化综合利用提供了新方法，同
                                                               Q Fe (mmol/g)计算公式如下：
            时对低成本非均相 Fenton 反应催化剂和循环经济的
                                                                                               )c 
            开发具有实际价值。                                                      Q      (  0  0  )c   ( V   e  V  
                                                                                              e
                                                                            Fe
                                                                                    m mat-Fe   
            1    实验部分                                          式中：c 0 和 c e 分别是配位反应前后 FeCl 3 溶液的浓
                                                               度，mol/L；V 0 和 V e 分别是配位反应前后 FeCl 3 溶液
            1.1   试剂与仪器
                                                               的体积，mL；m mat-Fe 是 CDSBP-Fe 样品的质量，g。
                 甜菜粕，新疆绿翔糖业有限责任公司；NaOH、
                                                                              3+
                                                               测得其表面的 Fe 负载量约为 0.85 mmol/g。制备路
            FeCl 3 ·6H 2 O、柠檬酸、叔丁醇，天津市大茂化学试
                                                               线如下所示：
            剂厂；HCl、H 2 O 2 ，广州化学试剂厂；1,4-苯醌、偶
            氮染料活性红 195，上海麦克林生物试剂公司。所
            用试剂均为 AR。
                 TU-1901 紫外可见分光光度计，北京普析通用
            仪器有限公司； VECTOR-33 傅里叶变换红外光谱
            仪、D/max2200VPC 型 X 射线粉末衍射仪、ZEISS
            EVO  18 型钨灯丝扫描电镜，德国 Bruker 公司；
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